高壓渦輪盤腔內(nèi)換熱的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算研究.pdf

1、該文工作圍繞RRD公司某型先進(jìn)發(fā)動機(jī)高壓渦輪盤腔內(nèi)換熱實(shí)驗(yàn)進(jìn)行.(1)設(shè)計(jì)了用于換熱實(shí)驗(yàn)的換熱盤,并應(yīng)用熱電偶和熱成像儀對換熱盤進(jìn)行了測試驗(yàn)證,結(jié)果表明設(shè)計(jì)的換熱盤符合實(shí)驗(yàn)要求.(2)開展了旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)熱邊界條件影響換熱系數(shù)的數(shù)值研究,設(shè)置了壁面定溫、定熱流密度、溫度線性分布、熱流密度線性分布四類計(jì)算工況,大量計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)熱邊界條件對換熱系數(shù)的影響.不同熱邊界條件對旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)的流場有一定的影響,因此影響到換熱,這個(gè)表面原因進(jìn)一

2、步驗(yàn)證了熱邊界條件對換熱系數(shù)的影響.轉(zhuǎn)動是熱邊界條件影響左右盤壁面換熱系數(shù)的主要原因,粘性熱和浮升力也是導(dǎo)致熱邊界條件對換熱系數(shù)有影響的兩個(gè)重要因素.微型渦輪結(jié)構(gòu)有利于旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)的換熱.(3)開展了旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)換熱的實(shí)驗(yàn)研究,得到了不同轉(zhuǎn)速下左右盤面的換熱系數(shù),并研究了流量和加熱量對盤腔內(nèi)換熱的影響.轉(zhuǎn)速越高,換熱越強(qiáng),低轉(zhuǎn)速時(shí),換熱系數(shù)分布比較平緩,沒有明顯的峰值,但在高轉(zhuǎn)速時(shí),換熱系數(shù)分布出現(xiàn)了明顯的峰值和回落.由于微型渦輪進(jìn)氣結(jié)構(gòu),

3、在2000rpm左右盤腔內(nèi)流場發(fā)生了較大的實(shí)質(zhì)性的變化.相同轉(zhuǎn)速不同流量下左右盤換熱系數(shù)分布一致,但大小明顯不同,流量越大,換熱系數(shù)越大.旋轉(zhuǎn)盤腔中流量變化不影響流動結(jié)構(gòu),用于冷卻和密封的氣體量有一個(gè)最佳值或者范圍,增強(qiáng)渦輪盤壁冷卻效果主要靠優(yōu)化結(jié)構(gòu).相同轉(zhuǎn)速不同加熱量時(shí)左右盤換熱系數(shù)分布基本沒有變化,但大小發(fā)生了明顯的變化,加熱量大時(shí)換熱系數(shù)整體較大,右盤更為明顯,驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算得到的旋轉(zhuǎn)情況下熱邊界條件對換熱系數(shù)有影響的結(jié)論.換熱系